[发明专利]利用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法

说明书

本发明提供一种利用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其能够抑制配置于为了晶圆设置区域的温度均匀化设置的保温块的附近的硅晶圆的金属污染。本发明的利用卧式热处理炉（100）的硅晶圆的热处理方法在圆筒形状的炉芯管（12）内配置晶舟（16），此时，(A)在晶舟（16）上配置晶圆组（WF），(B)在晶舟（16）上的炉芯管的中心轴（X）方向上的晶圆组（WF）的两侧，与晶圆组（WF）离开地配置保温块（第1保温块（18A）及第2保温块（18B）），(C)在晶舟（16）上的炉芯管的中心轴（X）方向上的第1保温块（18A）及第2保温块（18B）的两侧配置高清洁度的伪晶圆（20A、20B、20C、20D）。

技术领域

本发明涉及利用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法。

背景技术

使磷、硼等掺杂剂向硅晶圆中热扩散的工序包括使掺杂剂附着于硅晶圆的表层的工序(沉淀)、使附着于表层的掺杂剂向硅晶圆的内部扩散的工序(驱入)。该驱入工序中一般利用卧式热处理炉(热扩散炉)。卧式热处理炉中，在具有横向的中心轴的圆筒形状的炉芯管内，以主面与炉芯管的中心轴正交的方式放入将多张硅晶圆排列地配置的晶舟，在炉芯管内对硅晶圆实施热处理。此时，在炉芯管的中心轴方向上的多张硅晶圆的两侧，配置由硅构成的保温块(伪块)来实现炉芯管内的晶圆设置区域的温度均匀化的技术被已知。

专利文献1中记载了如下内容：“一种晶圆的热处理方法，其特征在于，在热扩散炉的管内，以主面与管的长边方向正交的方式将晶圆并列设置，在该状态下对晶圆实施热处理时，在未将晶圆装入管内的状态下的均热区域的两侧，在氛围气体流入侧，从该区域离开至少10mm以上，此外，在氛围气体流出侧，密接或离开地分别配置比管径稍小的保温块(权利要求1)”。此外，专利文献1中记载了“保温块的材质为高纯度硅(权利要求3)”。

专利文献1：日本特开平3-85725号公报。

然而，本发明人们研究发现，多批次的热处理中重复使用同一保温块的情况下，各批次的多张硅晶圆中的位于两端部分的硅晶圆、即配置于保温块的附近的硅晶圆的金属污染量随着经历批次而显著增加。被金属污染的硅晶圆寿命值下降所以无法成为产品，结果，产品成品率变得不足。因此，希望抑制硅晶圆的金属污染。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种利用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，前述利用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法能够抑制，配置于为了晶圆设置区域的温度均匀化而设置的保温块的附近的硅晶圆的金属污染。

为了解决上述问题，本发明人们进行认真研究，得到以下的发现。首先，本发明人们认为配置于保温块的附近的硅晶圆的金属污染量的增加的原因或许是保温块的金属污染。即认为，在多批次的热处理中重复使用同一保温块的情况下，保温块处来自炉芯管等的金属污染(Fe、Ni、Cu等)逐渐蓄积。热处理时保温块被加热的过程中，从保温块产生包括污染金属的气体。包括该污染金属的气体扩散，被向配置于保温块的附近的硅晶圆供给。结果，认为配置于保温块的附近的硅晶圆也被金属污染。

然而，多批次的热处理中每次更换保温块是不经济的。此外，考虑各批次的热处理后对保温块实施高清洁度化处理(基于氢氟酸和硝酸的混酸液等的蚀刻处理)，从保温块除去污染金属，但由于以下的理由而在操作上不现实。即，可以列举下述理由：保温块是比较厚的块，所以以能够将其容纳的方式制作较大的蚀刻槽花费费用，若将厚度较大而表面积较大的保温块蚀刻处理则有蚀刻中液温过度上升。

因此，本发明人们想到，在炉芯管的中心轴方向上的保温块的两侧设置高清洁度的伪晶圆，由此，抑制包括从保温块产生的污染金属的气体向配置于保温块的附近的硅晶圆扩散。并且，各种实验的结果确认，通过这样地在保温块的两侧设置伪晶圆，能够抑制配置于保温块的附近的硅晶圆的金属污染量的增加。

基于上述发现完成的本发明的主要方案如下所述。